(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材を保管するストッカを付設した板材加工機の制御用データの作成に適用され、矩形の素材板材の図形に対して、前記素材板材から切り取る複数の部品板材の図形を、前記素材板材の所定の辺または角を基準位置として、その基準位置側に寄せて順次配置して行くネスティング装置であって、
前記板材加工機は、前記素材板材の前側の縁部をワークホルダで把持してこのワークホルダの移動により前記素材板材をテーブル上で前後および左右に送る板材送り機構を備え、前記ストッカは前記板材加工機の前記テーブルの側方に付設され、
このネスティング装置は、前記素材板材が板材加工機のテーブル上に配置された状態で、前記ストッカから遠い側となる辺または角を前記基準位置として設定した基準位置設定手段と、前記素材板材の図形に対して、前記部品板材の図形を、設定規則に従い、前記基準位置側に寄せて順次配置するネスティング手段とを備えることを特徴とするネスティング装置。
【請求項２】
前記ストッカが、このストッカから搬出した板材を把持して前記板材加工機のテーブルに対して位置決めする位置決め具を有するものであり、前記ネスティング手段は、前記位置決め具で把持する設定把持領域を回避して部品板材の図形を配置するものとした請求項１記載のネスティング装置。
【請求項３】
板材を保管するストッカを付設した板材加工機を用いて、矩形の素材板材から複数の部品板材を順次切り取る加工を行う方法であって、前記板材加工機は、前記素材板材の前側の縁部をワークホルダで把持してこのワークホルダの移動により前記素材板材をテーブル上で前後および左右に送る板材送り機構を備え、前記ストッカは前記板材加工機の前記テーブルの側方に付設され、
この板材加工方法は、板材加工機上にある素材板材の、ストッカから遠い側となる辺または角を基準位置として、前記複数の部品板材を、前記基準位置に近い部品板材から先に、順次切り取ることを特徴とする板材加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パンチプレス等の板材加工機で、素材板材から複数の部品板材を切り取る加工を行う場合に適用されるネスティング装置および板材加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パンチプレスやレーザ加工機等の板材加工機により、素材板材から複数の部品板材を切り取る加工を行うことがある。このような加工を行う板材加工機の制御プログラムを作成するに際して、素材板材に対する各部品板材の配置を定める処理であるネスティングが行われる。ネスティングは、自動プログラミング装置等により設定規則に従って行われる。  このようなネスティングを行う場合、素材板材のいずれかの辺や角を配置の基準位置として定め、その基準位置に寄せて複数の部品板材を順次配置する。どの辺や角を基準位置とするかは、オペレータが任意に指定している。
【特許文献１】特開平１０−２８９０１０号公報
【特許文献２】特開２００７−５２６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
素材板材から部品板材を切り取った場合に、部品板材の切り取り枚数が少なくて、素材板材に大きな余り部分が生じることがある。このような大きな余り部分が生じた板材は、素材として再度の利用が可能であるが、再利用できる場合が限られ、そのような場合が生じるまで保管する必要がある。このため、従来は加工効率を重視し、大きな余り部分が生じた板材も、端材として廃棄しており、資源の無駄が生じていた。
このような資源の無駄を無くし、また加工効率の低下を緩和するものとして、板材加工機のテーブルに隣接して、上記のような余り部分が生じた板材を保管するストッカを付設したものを提案した（特願２００７−１１５１６３号）。
【０００４】
しかし、従来は上記のように、ネスティングの配置基準位置をオペレータが任意に指定して実施している。また、加工後の端材をストッカで管理する場合は、板材加工機からストッカへ搬出するときにグリッパーで板材を把持する必要があり、上記のような任意の配置基準位置のネスティングがなされたときに、把持する側に部品板材が配置されることがある。このような把持側に部品板材の配置が行われた場合、その部品板材の切り取り加工後の端材の剛性がなくなり、安定して搬出できない可能性がある。
【０００５】
この発明の目的は、ストッカを付設した板材加工機で加工する場合に、再利用可能な端材板材をストッカへ搬送するにつき、安定して端材板材の搬送が行えるネスティングが可能なネスティング装置を提供することである。
この発明の他の目的は、ストッカから板材加工機への搬入時にも、端材板材の安定した搬入，位置決めを行えるネスティングを可能とすることである。
この発明のさらに目的は、ストッカを付設した板材加工機で加工する場合に、再利用可能な端材板材をストッカへ搬送するにつき、安定して端材板材の搬送が行える板材加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のネスティング装置は、板材（Ｗ）を保管するストッカ（３５）を付設した板材加工機（３１）の制御用データ（４４）の作成に適用され、矩形の素材板材（Ｗ）の図形（ＧＷ）に対して、前記素材板材（Ｗ）から切り取る複数の部品板材（ｍ）の図形（Ｇｍ）を、前記素材板材（Ｗ）の所定の辺または角を基準位置（Ａ）として、その基準位置側（Ａ）に寄せて順次配置して行くネスティング装置であって、
前記素材板材（Ｗ）が板材加工機（３１）のテーブル（３２）上に配置された状態で、前記ストッカ（３５）から遠い側となる辺（Ｗａ）または角（Ｗｂ）を前記基準位置（Ａ）として設定した基準位置設定手段（５）と、前記素材板材（Ｗ）の図形（ＧＷ）に対して、前記部品板材（ｍ）の図形（Ｇｍ）を、設定規則（Ｒ）に従い、前記基準位置側（Ａ）に寄せて順次配置するネスティング手段（４）とを備えることを特徴とする。上記の遠い側となる辺（Ｗａ）または角（Ｗｂ）とは、矩形の素材板材（Ｗ）における、ストッカ（３５）から最も遠い辺または最も遠い角である。最も遠い角が２つある場合は、そのうちのいずれの角であっても良い。
ただし、前記板材加工機（３１）は、素材板材（Ｗ）の前側の縁部をワークホルダ（３３ａ）で把持してワークホルダ（３３ａ）の移動により素材板材Ｗをテーブル（３２）上で前後（Ｙ軸方向）および左右（Ｘ軸方向）に送る板材送り機構（３３）を備える。前記ストッカ（３５）は前記板材加工機（３１）の前記テーブル（３２）の側方に付設されたものである。
【０００７】
この構成のネスティング装置によると、素材板材（Ｗ）における、ストッカ（３５）から遠い側となる辺（Ｗａ）または角（Ｗｂ）となる基準位置（Ａ）に寄せて、部品板材（ｍ）の図形（Ｇｍ）が配置される。そのため、素材板材（Ｗ）に再利用可能な程度の余り部分（Ｗ０）が生じるネスティングがなされた場合、そのネスティングに従って加工が完了した素材板材（Ｗ）である端材板材（Ｗ）は、ストッカ（３５）に近い部分に未加工の余り部分（Ｗ０）が生じることになる。板材加工機（３１）上の端材板材（Ｗ）をストッカ（３５）へ搬出する場合は、グリッパ（４１）等で把持してストッカ（３５）へ引き込むことになるが、上記のようにストッカ（３５）に近い部分に未加工の余り部分（Ｗ０）が生じているため、上記のように引き込むにつき、端材板材（Ｗ）の剛性不足の問題が生じず、安定して端材板材（Ｗ０）の搬送を行うことができる。
【０００８】
この発明のネスティング装置において、前記ストッカ（３５）が、このストッカ（３５）から搬出した板材（Ｗ）を把持して前記板材加工機（３１）のテーブル（３２）に対して位置決めする位置決め具（４２）を有するものである場合に、前記ネスティング手段（４）は、前記位置決め具（４２）で把持する設定把持領域（Ｅ１）を回避して部品板材（ｍ）の図形（Ｇｍ）を配置するものとしても良い。上記位置決め具（４２）は、例えば真空吸着パッド（４２ａ）等で板材（Ｗ）の上面を吸着する吸着具である。
この構成のネスティング装置の場合、端材板材（Ｗ）に、ストッカ（３５）の位置決め具（４２）で把持する設定把持領域（Ｅ１）が残される。そのため、この設定把持領域（Ｅ１）を利用して、把持、搬送、および位置決めが行え、ストッカ（３５）から板材加工機（３１）への搬入時にも、端材板材（Ｗ）の安定した搬入，位置決めを行うことができる。
【０００９】
この発明の板材加工方法は、板材を保管するストッカを付設した板材加工機を用いて、矩形の素材板材から複数の部品板材を順次切り取る加工を行う方法であって、板材加工機上にある素材板材の、ストッカから遠い側となる辺または角を基準位置として、前記複数の部品板材を、前記基準位置に近い部品板材から先に、順次切り取ることを特徴とする。 ただし、前記板材加工機は、前記素材板材の前側の縁部をワークホルダで把持してこのワークホルダの移動により前記素材板材をテーブル上で前後および左右に送る板材送り機構を備え、前記ストッカは前記板材加工機の前記テーブルの側方に付設されたものである。
この板材加工方法によると、この発明のネスティング装置につき説明したと同様に、板材加工機上の端材板材をストッカへ搬出するときに、端材板材には、ストッカに近い部分に未加工の余り部分が生じていて、端材板材の剛性不足の問題が生じず、安定して端材板材の搬送を行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明のネスティング装置は、板材を保管するストッカを付設した板材加工機の制御用データの作成に適用され、矩形の素材板材の図形に対して、前記素材板材から切り取る複数の部品板材の図形を、前記素材板材の所定の辺または角を基準位置として、その基準位置側に寄せて順次配置して行くネスティング装置であって、前記板材加工機は、前記素材板材の前側の縁部をワークホルダで把持してこのワークホルダの移動により前記素材板材をテーブル上で前後および左右に送る板材送り機構を備え、前記ストッカは前記板材加工機の前記テーブルの側方に付設され、このネスティング装置は、前記素材板材が板材加工機のテーブル上に配置された状態で、前記ストッカから遠い側となる辺または角を前記基準位置として設定した基準位置設定手段と、前記素材板材の図形に対して、前記部品板材の図形を、設定規則に従い、前記基準位置側に寄せて順次配置するネスティング手段とを備えるため、再利用可能な端材板材をストッカへ搬送するにつき、安定して端材板材の搬送が行えるネスティングがなされる。
前記ストッカが、このストッカから搬出した板材を把持して前記板材加工機のテーブルに対して位置決めする位置決め具を有するものであって、前記ネスティング手段を、前記位置決め具で把持する設定把持領域を回避して部品板材の図形を配置するものとした場合は、ストッカから板材加工機への搬入時にも、端材板材の安定した搬入，位置決めが行えるネスティングが可能となる。
【００１１】
この発明の板材加工方法は、板材を保管するストッカを付設した板材加工機を用いて、矩形の素材板材から複数の部品板材を順次切り取る加工を行う方法であって、前記板材加工機は、前記素材板材の前側の縁部をワークホルダで把持してこのワークホルダの移動により前記素材板材をテーブル上で前後および左右に送る板材送り機構を備え、前記ストッカは前記板材加工機の前記テーブルの側方に付設され、この板材加工方法は、板材加工機上にある素材板材の、ストッカから遠い側となる辺または角を基準位置として、前記複数の部品板材を、前記基準位置に近い部品板材から先に、順次切り取ることを特徴とする方法であるため、再利用可能な端材板材をストッカへ搬送するにつき、安定して端材板材の搬送を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
この発明の一実施形態を図１および図２と共に説明する。この実施形態のネスティング装置および板材加工方法を適用する板材加工機につき説明する。板材加工機３１は、素材となる板材Ｗから部品板材ｍを切り取る加工が可能な加工機であり、パンチプレスまたはレーザ加工機等からなる。図示の例では、板材加工機３１はタレット式のパンチプレスである。この板材加工機３１は、素材板材Ｗの縁部をワークホルダ３３ａで把持してワークホルダ３３ａの移動により素材板材Ｗをテーブル３２上で前後（Ｙ軸方向）および左右（Ｘ軸方向）に送る板材送り機構３３と、この板材送り機構３３で位置決めされた素材板材Ｗを所定の加工位置Ｐで加工する加工ヘッド３４とを備える。加工ヘッド３４は、板材加工機３１がパンチプレスの場合は、パンチ工具を昇降させるラムおよびその昇降駆動機構からなり、板材加工機３１がレーザ加工機からなる場合は、レーザヘッドからなる。
【００１３】
板材加工機３１には、テーブル３２上への素材板材Ｗの搬入、および加工された部品板材ｍの搬出を行う板材搬送装置（図示せず）の他に、テーブル３２の側方に隣接して、板材Ｗを保管するストッカ３５が付設されている。保管する板材Ｗは、素材板材Ｗの一部に部品板材ｍが切り抜かれて再利用が可能な端材となる板材である。
【００１４】
ストッカ３５は、板材Ｗを各段に１枚ずつ保管する複数段の保管棚（図示せず）を有するストッカ本体３６と、このストッカ本体３６の前面に沿って昇降駆動可能に設けられて各段の保管棚に対して板材Ｗを出し入れするエレベータ３７と、板材加工機３１に対して板材を搬入搬出する板材出し入れ機構３８とを備える。板材出し入れ機構３８は、エレベータ３７と板材加工機３１のテーブル３２との間で板材Ｗの出し入れを行う。
【００１５】
板材出し入れ機構３８は、ストッカ３５と板材加工機１の並び方向に沿って設けられたレール３９と、このレール３９に沿って走行する走行体４０とを備える。この走行体４０には、板材加工機３１からの板材Ｗの引出しに用いられる複数のグリッパ４１と、ストッカ３５から搬出した板材Ｗを把持して板材加工機３１のテーブル３２に対して位置決めする複数の位置決め具４２とを有する。グリッパ４１は、板材Ｗのストッカ３５側の端部を把持するものである。
【００１６】
位置決め具４２は、板材４２の上面を吸着する真空式の吸着パッド４２ａと、この吸着パッド４２ａを、板材加工機３１の板材送り機構３３のワークホルダ３３ａ側でかつストッカ３５側へ向かって斜めに移動させるシリンダ装置等のパッド進退機構４２ｂとでなる。位置決め具４２は、ストッカ３５のエレベータ３７上の板材Ｗを吸着パッド４２ａで吸着し、走行体４０の走行によってテーブル３２上に搬入した後、パッド進退機構４２ｂによる上記斜め方向の移動を行うことで、板材Ｗの隣合う２辺を、ワークホルダ３３ａと、テーブル３２のストッカ側端に突没可能に設けられたエンドロケータ（図示せず）に対して押し付けることで位置決めを行う。
【００１７】
板材加工機１の制御は、コンピュータ式の数値制御装置（ＮＣ装置）からなる加工機制御装置４３により、加工プログラム４４を実行することでなされる。
【００１８】
この実施形態のネスティング装置は、上記加工プログラム４４を作成する自動プログラミング装置１の一部のとして設けられている。
自動プログラミング装置１は、コンピュータおよびこれに実行させるプログラムにより、次の部品形状記憶手段２、素材形状記憶手段３、ネスティング手段４、基準位置設定手段５、把持領域設定手段６、グリッパ領域設定手段７、および実行ＮＣデータ化手段８が構成されている。
【００１９】
部品形状記憶手段２は、素材板材Ｗから切り取る各部品板材ｍの平面図形である部品図形Ｇｍの形状，寸法を示す部品形状データＦ１を記憶した手段である。部品形状記憶手段３には、１回でまとめてネスティングする種類分の部品形状データＦ１が記憶されている。同じ形状の部品板材Ｗについては、部品形状データＦ１を一つとして枚数のデータを付加しても良く、また１枚ずつの部品形状データＦ１を設けても良い。
素材形状記憶手段３は、素材板材Ｗの形状，寸法のデータである素材形状データＦ０を記憶した手段である。
【００２０】
ネスティング手段４は、素材板材Ｗの図形ＧＷに対して、前記部品板材ｍの図形Ｇｍを設定規則Ｒに従って配置し、その配置結果となるネスティング結果データＦ２を出力する手段である。板材加工機３１がパンチプレスである場合は、ネスティング結果における各部品板材ｍの図形Ｇｍの周囲に、その外周の加工に使用するパンチ工具の配置を定める工具配置処理を行うか、または、ネスティング処理の前に、各部品板材ｍの図形Ｇｍの周囲に、その外周の加工に使用するパンチ工具の配置を定める工具配置処理を行い、その工具配置された部品板材ｍの図形Ｇｍを用いてネスティングを行う。
【００２１】
実行ＮＣデータ化手段８は、ネスティング結果データＦ２から実行可能な形式の加工プログラム４４を作成する手段である。板材加工機３１がパンチプレスの場合は、上記のように工具配置処理が行われたネスティング結果データＦ２から、加工プログラム４４を作成する。
【００２２】
基準位置設定手段５は、ネスティング処理を行うときの部品板材ｍの配置の基準位置Ａを定める手段である。基準位置設定手段５は、素材板材Ｗが板材加工機３１のテーブル上に配置された状態で、この素材板材Ｗにおける、ストッカ３５から遠い側となる辺Ｗａまたは角Ｗｂを前記基準位置Ａとして設定する。なお、この基準位置Ａは、部品板材ｍを寄せて配置する基準となる位置であり、必ずしも、素材板材Ｗの座標位置の原点でなくても良い。座標位置の原点は、基準位置Ａとしても、また別の位置、例えばストッカ３５側で、かつ前側（ワークホルダ３３ａ側）の角などとしても良い。上記の「ストッカ３５から遠い側となる辺Ｗａ」は、矩形の素材板材Ｗの４辺のうちの、ストッカ３５から最も遠い位置にある辺を言う。また、「ストッカ３５から遠い側となる角Ｗｂ」は、矩形の素材板材Ｗの４つ角のうちの、ストッカ３５から最も遠い位置にある角を言う。同図の例のように、ストッカ３５から最も遠い位置にある角が２つある場合は、その２つのうちのいずれの角であっても良いが、例えば、ワークホルダ３３ａから遠い方の角としても良い。
【００２３】
把持領域設定手段６は、ストッカ３５の前記位置決め具４２で把持するための領域として、素材板材Ｗ上に設定把持領域Ｅ１を設定した手段である。設定把持領域Ｅ１は、任意に定めれれば良いが、少なくとも、位置決め具４２の吸着パッド４２ａで吸着する範囲よりも広い範囲とする。
【００２４】
グリッパ領域設定手段７は、ストッカ３５のグリッパ４１で把持するための領域である設定グリッパ領域Ｅ２を素材板材Ｗ上に設定した手段である。設定グリッパ領域Ｅ２は、任意に定めれれば良いが、少なくとも、グリッパ４１で把持する範囲よりも広い範囲とする。
【００２５】
ネスティング手段４につき詳しく説明する。設定規則Ｒは、ネスティング処理を行うにつき各種の条件を定めた規則であり、任意に設定すれば良いが、上記設定把持領域Ｅ１および設定グリッパ領域Ｅ２にかかる位置に部品図形Ｇｍを配置しない規則や、基準位置Ａに寄せて各部品図形Ｇｍを配置する規則が設けられる。基準位置Ａに寄せるとは、素材板材Ｗの図形ＧＷ上に部品図形Ｇｍが配置されない余り部分Ｗ０が生じる場合に、部品図形Ｇｍをできるだけ基準位置Ａに寄せることで、基準位置Ａから遠い箇所に上記余り部分Ｗ０が生じるように配置を行うことである。設定規則Ｒとしては、上記の他に、素材板材Ｗの図形ＧＷの設定外周領域Ｅ３にかかる位置に部品図形Ｇｍを配置しない規則や、歩留りを最小とるする規則、また隣合う部品図形Ｇｍ間に開ける最小の間隔を定めた規則が設けられる。ネスティング手段４は、設定規則Ｒにおける上記の各規則を全て充足する位置に、部品図形Ｇｍを配置する。
【００２６】
この構成のネスティング装置によると、素材板材Ｗにおける、ストッカ３５から遠い側となる辺Ｗａまたは角ｂとなる基準位置Ａに寄せて、部品板材ｍの図形Ｇｍが配置される。そのため、素材板材Ｗに再利用可能な程度の余り部分Ｗ０が生じるネスティングがなされた場合、そのネスティングに従って加工が完了した素材板材Ｗである端材板材は、ストッカ３５に近い部分に未加工の余り部分Ｗ０が生じることになる。
例えば、図２（Ａ）のように板材加工機３１に搬入された素材板材Ｗは、同図（Ｂ）のように部品板材ｍとなる部分が切り抜かれた加工が行われ、ストッカ３５に近い部分に未加工の余り部分Ｗ０が生じることになる。
【００２７】
板材加工機３１上の上記のような余り部分Ｗ０が生じた端材板材Ｗをストッカ３５へ搬出する場合は、グリッパ４１で把持してストッカ３５へ引き込むことになる。このとき、上記のようにストッカ３５に近い部分に未加工の余り部分Ｗ０が生じているため、上記のように引き込むにつき、端材板材Ｗの剛性不足の問題が生じず、安定して端材板材Ｗの搬送を行うことができる。
【００２８】
また、上記構成のネスティング装置によると、端材板材Ｗに、ストッカ３５の位置決め具４２で把持する設定把持領域Ｅ１が、部品板材ｍが未配置の状態で残される。そのため、この設定把持領域Ｅ１を利用して、吸着、搬送、および位置決めが行える。このため、ストッカ３５から板材加工機３１への搬入時にも、端材板材Ｗの安定した搬入，位置決めを行うことができる。
端材板材Ｗには、設定グリッパ領域Ｅ２も、部品板材ｍが未配置で残されるため、上記グリッパ４１で把持してストッカ３５へ引き込む動作も確実に行える。
【００２９】
また、この実施形態の板材加工方法は、板材加工機３１上にある素材板材Ｗの、ストッカ３５から遠い側となる辺Ｗａまたは角Ｗｂを基準位置Ａとして、複数の部品板材ｍを、前記基準位置Ａに近い部品板材ｍから先に、順次切り取る。
そのため、上記のように、板材加工機３５上の端材板材Ｗをストッカ３５へ搬出するときに、端材板材Ｗには、ストッカ３５に近い部分に未加工の余り部分Ｗ０が生じていて、端材板材Ｗの剛性不足の問題が生じず、安定して端材板材Ｗの搬送を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の一実施形態に係るネスティング装置を含む自動プログラミング装置の概念構成を示すブロック図と、板材加工機の平面図を組み合わせた説明図である。
【図２】同実施形態における板材加工方法の説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…自動プログラミング装置
２…部品形状記憶手段
３…素材形状記憶手段
４…ネスティング手段
５…基準位置設定手段
６…把持領域設定手段
７…グリッパ領域設定手段
８…実行ＮＣデータ化手段
３１…板材加工機
３３ａ…ワークホルダ
３２…テーブル
３５…ストッカ
３８…板材出し入れ機構
４１…グリッパ
４２…位置決め具
４２ａ…吸着パッド
Ａ…基準位置
Ｅ１…設定把持領域
Ｅ２…設定グリッパ領域
Ｅ３…設定外周領域
ＧＷ…素材板材の図形
Ｇｍ…部品図形
ｍ…部品板材
Ｗ…板材
Ｗ０…余り部分
Ｗａ…辺
Ｗｂ…角
ＷＧ…素材板材図形
【図１】
0005272515.tif 000002
【図２】
0005272515.tif 000003